生物學科學研究方法范文

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生物學科學研究方法

篇1

食品物性學是一門較新的課程,對學生的理論綜合和實踐動手能力要求很高。課程涉及知識廣,如食品化學、膠體化學、高分子物理、流體力學、化學和生物流變學及各種食品加工原理。而且食品科學專業的學生源于不同的研究方向,數理基礎差距較大P1。因此,有必要根據實際培養目標,確定適合本專業的教學重點,豐富食品物性學在食品加工中應用的教學內容,在課堂中開展互動性專題討論,開設食品物性學相關實驗,并建立多媒體網絡教學模塊,以建立理論密切結合實際的教學法,培養學生的突破性思維和活躍思維能力。

1啟發式教學的應用

由于食品物性學課程數學公式多,涉及流變學、數理方程、高等數學、大學物理等,比較抽象,學生不容易將知識靈活地運用于實踐中|31。在教學中教師可以列舉學生熟悉或經歷過的物性應用案例講述食品物性學的研究領域和發展前景。在實驗室條件許可時,讓學生親自進行實驗,激發學生對該課程的興趣。

例如,可以用牙膏來解釋流變學的含義:使用牙膏時擠出要容易,擠出后要求挺括,在牙刷上不能下陷,刷牙時又要輕松,這就要求牙膏遇到剪切時黏度迅速下降,靜止時又具有一定的屈服應力,以保持堅挺。學習液態食品的流動特性時,首先讓同學回憶倒水和倒油的現象,油是稠的,流動慢;水是稀的,流動快。為什么出現不同的現象?若不讓它們流動還會出現這些現象嗎|51?可以用薯片的脆感、果凍帶彈性的滑軟感來解釋食品質構對食品風味的重要性;用水果可制成原電池引出食品的電學特性;用通過加熱可使食品失去水分引出食品的熱學特性等|41。在進行質構學部分講述時,可以先提問:為什么市場上的面包,同樣的重量,大小差別很大?除了菌株以及焙烤工藝的原因,還有哪些影響因素?然后再介紹要想生產出好的產品,必須要了解原料的物性。在面包生產中,面粉的物性也起著決定性的因素,如面粉顆粒度、面粉的成分、添加水分的多少等,直接影響著面團的流變特性,從而影響最終產品的質構。

2學生專題講座

研究生有別于本科生,他們課程壓力相對小,時間自由度大,研究積極性高,自信心更強。因此,學生專題講座是研究生教學的有益補充|3]。對于研究生來說,單純地獲得書本上的知識已經遠遠不夠,他們必須關注學科前沿,并具備查閱文獻和總結報告的能力。尤其對于一年級的研究生,這種訓練十分必要,不僅鍛煉學生査閱文獻、閱讀文獻以及口頭表達的能力,最重要的是讓同學們了解食品物性學究竟在食品科研和實際生產中有哪些具體的應用。通過査找文獻和閱讀最新研究論文,

關教學資料,特別是關于食品物性研究使用的儀器設備和實驗操作方面的信息,豐富食品物性學在食品加工中應用的教學內容,讓學生對這門課程的強大實用性留下深刻印象。

筆者采取的具體做法是:根據食品物性學各個章節的內容,布置各小組的專題講座題目(表1),要求每組成員分工完成相應題目的課件制作、課堂演講和提問解答(30min)。教師提問、點評,肯定其優點并指出需要改進的地方,綜合考核作為平時成績(占總成績的20%)。在分析和討論的互動過程中,充分發揮學生的主動性、獨立性和創造性,培養科學型研究所需要的觀察、思維、探索、分析及解決問題的能力。

學生專題講座題目舉例見表1。

在食品物性學的教學過程中,教師同時也進行著相關方向的科研工作,在課堂中可以將學科的最新研究動態穿插到各個知識點中,如在講授食品的光學特性時,可講述現代成像技術和現代光譜技術,如核磁共振、CT、超聲、高光譜成像技術及近紅外光譜技術在食品品質檢測中應用的最新科研動態。

3加強課程設計提高實踐能力

實驗教學是食品物性學教學的一個重要環節,要在課程總學時中分配一定量的實驗學時配合理論教學。在實驗項目類型設計中應包含演示性、驗證性、綜合性和設計性實驗,并應覆蓋理論教學內容的重點、難點,如果實硬度計、黏度儀、物性儀、色差計、熱分析儀等。也可以自己動手設計制作實驗裝置,如空隙率測試裝置、黏彈性模擬實驗裝置等[11。筆者在講述“食品質構學”時,組織同學們進行了感官評定實驗,實驗由二年級的研究生組織,由一年級的研究生處理數據并上交實驗報告(占總成績的20%),取得了較好的效果。以實驗促使學生理論聯系實際,更好地理解課堂知識,并為以后進人食品加工企業工作奠定良好基礎。

若實驗條件有限,可在教學過程中展示最新國外研究技術、高新設備、新推產品的大量圖片和材料,并下載相關儀器運行的視頻。例如在課堂上播放半固體食品生產加工過程,邊播放邊講解其加工步驟和原理,尤其是涉及到的相關食品物理性質,以動態的畫面、鮮艷的色彩、直觀的圖形與同步的聲音,加深學生對最新研究動態和教學內容的理解。

篇2

關鍵詞:留學生 漢語寫作課程 任務教學法

引言

在漢語寫作中,涉及文字書寫、詞匯選擇、組詞造句、標點使用、語篇構造等內容,于漢語為非母語的留學生而言,學習內容非常龐雜,任務非常繁重[1]。在對高級班留學生的漢語作文進行分析后[2],發現即使是高級班留學生,其漢語作文中仍存在許多語用失誤,如詞匯語用失誤、語言表達不貼切、書面表達口語化、固定語言結構掌握不足、語篇銜接連貫失誤等,這與當前“教師命題―學生寫作―教師批改”的傳統教學模式息息相關。傳統教學模式是單向教學,教師與學生的交流互動不足,教師對學生學習成效的了解僅限于課堂、作業和考試中,難以對學生提出中肯的學習建議,而學生在教學過程中始終處于被動狀態,學習積極性受到影響,學習效果不佳。要提高留學生的漢語寫作水平,對外漢語寫作課程的教學需做出改革。任務教學法具有激起學生學習興趣、鍛煉留學生的語言應用能力、提高語言寫作能力等優勢,在留學生漢語寫作課程教學中得到重視。

一、任務教學方法相關理論及觀點

任務教學興起于20世紀80年代,以交際教學法為雛形,強調“在做中學”,得到了語言教育人士的關注和認可。Michae1 Long在任務教學的相關研究中對“任務”一詞做出如下定義:任務是人們生活、工作、娛樂中所做的事情,而任務的完成可以是有償的,也可以是無償的,如商場買東西、圖書館借書等[3]。David Nunan則指出,任務具有交際性,在語言教學中,交際性任務是學習者在課堂上理解、處理、輸出、使用目的語的語言活動,在這些活動中,學習者看重的是語言的表達意義而不是語言形式[4]。Peter Skehan不僅明確指出了教師在提出任務、學生在完成任務中“要”做的事,還提及了教師和學生“不要”做的事,如教師不要求學生在學習方式、過程、結果等方面保持一致性、學生不能重復他人的表達等[5]。國內研究中,也有許多學者對任務教學的定義進行闡述,如張笑難認為任務教學通過采用目標明確的“任務”來幫助學習者學習、使用語言,它看重學習者所學習語言的實用性,以現實生活為參照進行教學;它看重學習者學習的過程,并不單純以考試成績來評價教學效果;它首先強調學習者使用語言的流利性,然后才關注語言使用的準確性[6]。

本文認為,任務教學法是教師在保證教學目標得以實現的基礎上,根據教學需要和教學條件設計出具體可行的學習任務,然后向學生講解、布置學習任務,指導學生完成學習任務,促使學生在完成任務的過程中認知、應用目的語,從而實現教學目標,實現教學與實踐的結合,提高學生應用漢語的綜合能力。綜上所述,任務教學法著眼于語言的交際性,試圖將課堂語言教學活動與課堂外現實生活的語言活動結合,指導學生使用目的語解決交際問題,并促使學生在應用語言的過程中獲得學習的樂趣,獲得學習的信心,提高學習的積極性。為此,任務教學應用過程中需堅持以下原則:實用性原則、可操作性原則、趣味性原則、形式與功能結合原則、連貫性原則、難易適中原則、循序漸進原則、激勵性原則[7]。

二、留學生漢語寫作課程任務教學方法

(一)寫作之前的任務教學

在學生著手做寫作任務之前,教師需向學生介紹課程內容的主題和完成任務可能應用到的詞語、句式、格式等,并運用圖片、PPT、視頻、網絡教學資源等向學生提供來自真實語料的與課程內容相關的材料和信息,一方面適當減輕學生完成任務的難度,避免引起學生的畏難情緒,另一方面啟發學生將生活經驗、學習經驗與任務聯系起來,以激起學生的學習興趣和注意力。以公文寫作為例,教師在布置任務之前,可先分析、賞析范文,讓學生掌握一定的公文寫作詞匯,然后向學生介紹寫作文體的相關知識,如公文的組成要素(稱謂、問候語、正文、署名、日期等)和書寫格式等,并激發學生靈活運用有關知識儲備如詞匯、語法等;在此基礎上,教師向學生明確任務的內容、要求,根據任務執行的需要將學生分組,分組過程中要綜合考量不同學生的性格特質、知識水平,盡量讓小組成員優勢互補,盡量讓每個學生都能參與到任務的完成過程中,避免優生獨干情況的發生。

(二)寫作階段的任務教學

完成任務執行準備工作后,教師將教學活動的主動權交給學生,讓學生充分發揮主觀能動性解決問題;但在這個過程中,教師并不是“無所事事”的旁觀者,而需留心觀察任務的執行情況,從學生的表現判斷任務是否難易適中,如果學習任務過于簡單則適當增加難度,如添加新的內容、制造干擾因素等,如果學習任務難度太大,遠遠超出了學生的實際能力,則及時降低難度,如允許學生利用圖像代替文字說明,允許學生采用自己擅長的文體寫作等。學生在完成任務的過程中容易因面臨難以解決的問題而產生壓力感和畏難情緒,這時,教師需幫助學生梳理思路,給予學生一定的提示,必要時適當調整任務小組的人數、分工、活動時間和方式,以減輕學生的壓力,讓學生樹立起學習的信心。學習任務完成與否影響著教學的進度,雖然當教師向學生布置學習任務后,學習活動的主動權已轉移到學生手上,但這不意味著學生可以隨心所欲,可以按照自己的意愿來決定完成任務的時間和任務完成的程度。為保證教學的進度和質量,教師需對學生的學習活動進行監督,督促學生按時保質地完成學習任務,對于表現突出的學生可進行表揚,對于表現較差或發生錯誤的學生盡量寬容,并引導他發現自身問題,從而改正。

(三)討論以及匯報階段的任務教學

學生完成活動任務后,需形成報告以向教師和其他同學匯報任務的執行和完成情況。在此階段,允許任務小組成員之間自由討論,教師不對討論內容進行干預、限制,但需告知學生報告需包含的組成要素,如目的、內容、格式等,同時向學生強調,小組間的報告力避簡單地重復。學生完成報告后,教師應在不改變報告原意的前提下指導學生做用詞、造句、謀篇布局上的修改和調整,以確保報告語言用法的準確性、流利性和篇章整體的邏輯性、連貫性,如果學生的報告觀點有可進一步深入挖掘的價值則適當引導。當完成任務和報告,任務小組成員則向教師和其他同學介紹小組任務的完成方式和完成情況,分享所知所感,提出所疑所惑,反思不足和錯誤;而聆聽報告的教師和學生則需留意報告小組是否出現寫作差錯,并在報告結束后提出、討論。對于學生沒有發現的差錯,尤其是學生未根據任務要求使用的語言形式,教師應明確指出,重點分析,要求學生重新審視自身的報告,進一步明確教學目標。

(四)分析以及鞏固階段的任務教學

完成活動任務的討論和匯報后,即進入教學的最后一個階段――分析和鞏固階段。對教學任務進行分析實際上是對教學任務的評價。在留學生漢語寫作課中,對寫作任務的評價主要著眼于寫作的質量和效果。寫作質量和效果主要有三個評價指標,即語言形式是否準確恰當,表達是否順暢,所使用的語言形式是否為了增強表達效果而相對復雜。一般而言,在評價過程中以上三個指標需綜合考慮,不可偏廢,但在實際教學活動中,教學目標不同,評價也應有所側重。

任務評價包括自我評價、同學評價和教師評價三方面的內容。為了保證評價的公允,教師需事先向學生說明評價的標準,讓學生在完成任務的過程中以評價標準為努力方向,根據任務要求和評價標準不斷調整方向以及完善內容。學生的自我評價主要以發現自身優勢和不足為主,同學評價內容則適當放寬,可從寫作思路、表達方法等方面入手,而教師的評價不僅要對小組學生的成果和不足做出全面、中肯的評價,還需對全體學生普遍存在的問題進行講解、強調,引起學生的注意,并要求學生再次修改寫作任務,或者改變任務內容,要求學生重復相關任務,以鞏固知識。

結語

隨著中國綜合國力的增強、國際地位的提高和漢語推廣事業的不斷發展,漢語的國際地位也越來越高,越來越多的外國人開始學習漢語。寫作是漢語學習的重要內容,寫作教學是一項綜合教學活動,涉及字詞句、標點、篇章結構等內容,學生需綜合運用知識儲備來準確表達自己的情感和觀點。這對漢語為非母語的外國留學生而言,難度頗大。本文認為,任務教學法可激起學生的學習積極性,可充分發揮語言的交際功能,有助于提高學生的寫作能力。在應用任務教學法過程中,除了強調寫作語言形式的準確性、流利性和篇章整體的邏輯性、連貫性,還需進行必要的跨文化知識教育,提高學生的跨文化交往能力。語

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篇3

一、實驗目的的確定

探究實驗的本質是根據某一合理假設,通過設計和實施實驗,對作用主體與作用對象之間的內在聯系作出分析和判斷,從而得出科學結論的過程。因此,生物學探究實驗的實驗目的一般描述方式為:探究某因素對生物某方面特征(如形態、結構、生理功能)的影響。例如,探究光照強度對植物光合作用速率的影響;探究生長素濃度對植物插枝生根的影響;探究紫外線對草本植物植株形態和株高的影響等。

從實際應用出發,實驗目的可以從兩個不同角度分析確定。(1)可以從實驗課題中分析實驗目的。很多探究課題實驗目的明確,不需要作進一步分析。但也有部分課題探究目標比較模糊。如,探究小麥生長中心與旗葉光合作用的關系。該課題既有可能是探究生長中心對旗葉光合速率的影響,也有可能是探究旗葉光合作用對生長中心生長速率的影響。因此,需要進一步細化,確定探究方向。(2)從實驗步驟中歸納實驗目的。從訓練學生思維的角度出發,在某些情境下可能給定實驗步驟,要求歸納實驗目的。此種情境下的一般方法是:根據實驗步驟找出實驗中的自變量和因變量,將實驗目的概括為“探究某因素(自變量)對某形態結構或生理功能(因變量)的影響”。

二、實驗原理的分析和歸納

實驗原理是對實驗的理論基礎、操作方法和目標指向的高度濃縮概括。其內容應包含四個方面的基本要素:實驗的科學理論依據;操作過程要點;實驗結果的檢測方法和指標;實驗的結論目標指向。

在獨立設計實驗時,確定實驗原理的基本途徑是:(1)從生物科學的基本理論出發,深入分析影響因素與作用對象之間的內在聯系。(2)分析操控影響因素的具體方法,確定自變量。(3)分析實驗對象受到影響后可能發生的反應,找出與這些反應相關的外在表現,確定觀測指標。(4)概括說明該實驗能達成的最終目標。

如果是在已有的實驗方案基礎上歸納實驗原理,基本方法是:找出實驗方案中的自變量和因變量,從理論上分析二者之間可能存在的聯系;然后以方案中實驗組為依據,描述對自變量的控制和對結果的檢測方法,忽略掉對照組設置以及對無關變量的控制等細節,從而歸納出實驗原理。

一個科學的實驗原理可以對實驗材料的選擇、實驗步驟的設計、觀測指標的確定以及實驗結果的預測分析都能起到有效的指導作用,是整個實驗方案的綱領。

三、實驗步驟設計的方法和原則

實驗步驟是實驗探究方案的主體內容。它直接決定實驗過程能否實現以及實驗目標能否達成。

實驗步驟設計的一般思路是:首先要明確自變量和因變量,再結合探究目標確定變量控制方法和對照實驗設置方法,最后確定對實驗結果的檢測方法和指標。如果是定性探究,則應該以被探究因素的有、無或者強、弱等典型條件設置對照;如果是定量探究,則應該以被探究因素的強弱程度設置一系列梯度實驗進行探究。例如,若要探究“溫度對植物光合作用的影響”就可作定性探究,此時只需要設置高溫、常溫、低溫三個典型溫度條件作對照實驗即可。如果要求“探究植物光合作用的最適溫度”,這就是一個定量探究課題。必須在一定溫度范圍內設置一系列溫度由低到高的梯度實驗進行對照。檢測方法要有可行性,檢測指標必須是實驗對象受自變量影響后產生的必然預期結果。

實驗步驟設計必須遵循的原則主要有:科學性原則;對照原則;單一變量原則;平行重復原則。

科學性原則的基本含義是:有確實的科學理論依據,邏輯推理嚴密,操作方法和順序合理,變量控制可靠有效,觀測手段簡便易行。

對照原則:探究過程中要通過設置對照實驗的方法來增強實驗的說服力。可根據不同課題要求,在實驗中設計空白對照、條件對照、相互對照和自身對照等不同的對照實驗形式。

單一變量原則:實驗組與對照組只能有一個變量差異。即除開自變量以外,實驗組和對照組其他所有無關變量應保持相同且適宜。

平行重復原則有兩層含義:一是指進行探究實驗時對生理狀況相同的多個實驗對象同時進行相同的實驗操作,以減少偶然因素或實驗對象個體差異帶來的誤差;另一層含義是指控制自變量在相同的變化幅度下,以同樣的條件進行重復實驗,從而體現過程與結果之間聯系的必然性。

在上述原則下,實驗步驟的設計可以大致上分為三個要點:第一步,準備和分組。對實驗材料要進行準備和預處理,使其初始狀態相同并達到實驗要求。然后,根據實驗需要劃分為不同組別,為后續的對照實驗做好準備。第二步,對照處理和變量控制。將不同組別控制在自變量的不同變化幅度之下形成對照,其余條件控制到相同且適宜的狀態,并給予充分的后續反應時間。第三步,實驗現象的觀測統計。選定適當的觀察測量指標對不同組別分別進行觀察和統計,以反映實驗結果。

四、實驗結果分析和結論歸納

篇4

關鍵詞植物生產類;試驗統計方法;教學改革

中圖分類號G642.0文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2011)22-0031-02

試驗統計方法是高等院校植物生產類(農學、園藝等)專業開設的一門專業基礎課,是數理統計原理在生物科學中的具體應用,是一門理論性、應用性和實踐性都很強的方法論學科,具有“三多”(內容多、公式多、概念多)、“四難”(教師感到難教,學生難懂、難記、難用)的特點[1],由田間試驗設計和生物統計2個部分構成。開展試驗統計方法課程,不僅可以培養鞏固學生的專業思想,提高綜合素質,還可以培養學生發現問題、分析問題、獨立解決問題的能力,為畢業設計及職業選擇奠定良好的基礎[2]。為提高試驗統計方法課程的教學質量,進一步激發學生學習興趣,培養學生的邏輯思維能力,在深入調研的基礎上,結合植物生產類本科專業教學計劃修訂、試驗統計方法課程設置等新情況,根據學校發展實際,對該課程進行教學分步改革實踐,包括教學目的、教學方法、教學內容等方面內容,效果較好。此外,為了進一步培養和提高學生的實踐能力和綜合素質,該文結合淮陰工學院植物生產類本科專業試驗統計方法課程的教學改革,分析該課程當前教學存在的問題,從教學內容的合理編排、教學形式和教學手段的合理應用等方面進行探索,以期提高試驗統計方法的教學效果[3-4]。

1明確課程定位,凝練教學目標

試驗統計方法是一門專業基礎課,涉及到統計學和概率論等學科的知識,實踐性很強,各知識點的聯系較密切,大多屬于數理統計的內容。傳統的教學中,只注重傳授基本概念、基本理論等知識,忽略理論知識的實際應用以及鍛煉學生能力的問題,學生普遍反映用時無從下手[3]??梢姡仨毟母飩鹘y的教學方式,進一步提高學生分析問題和解決問題的能力,才能促進該課程的廣泛應用。大學生科研能力的培養主要體現在發現問題與研究課題的設計與實施2個方面,其中研究課題的設計與實施能力的培養則是本科階段的主要目標,而試驗統計方法的教學可以達到這一培養目標。另外,學習試驗統計方法的最終目的是使學生掌握田間試驗設計技術和科學的統計分析方法這一從事科學研究的有力工具,能夠熟練地應用于具體的實際問題[5]。根據培養學生實際應用能力和思維能力的需要,淮陰工學院將農學、園藝等專業原有的各種試驗統計相關課程實行“三統一”,即統一課程名稱為試驗統計方法、統一課程性質為學科基礎課、統一學時為56個學時。同時,進一步明確課程教學目標和教學目的[2-4]。因此,將試驗統計方法課程定位為一門工具課、方法課和實驗技能課。在確定試驗統計方法課程的教學大綱時,綜合考慮本科生的培養層次和課時要求,即在教學目標上,要求學生在專業課學習的基礎上,通過課堂學習、實驗操作、數據處理、撰寫課程論文等環節,熟練掌握數理統計理論知識、試驗設計以及數據處理技能等內容,達到能獨立完成畢業設計和畢業論文的基本要求,并具備在未來工作崗位上獨立開展產品研發的基本素質和能力;在授課內容上去粗取精,抓住核心,注重實用。

2合理使用教材,優化教學內容

當前的教學體系中,人才培養的主要落腳點是改善教學內容和課程體系,這也是教學改革的關鍵[6]。教材貫穿整個教學過程,是進行傳授教學的主要載體,是體現教學內容和教學要求的基本工具,不僅是教師進行教學的依據,也是學生獲取系統知識的重要來源、提高教學質量的重要保證[7]。為使學生全面、系統地認識和把握試驗統計方法這門學科,選擇內容全面的精選教材,在教學過程中依據不同的授課對象,有針對性地選擇部分內容進行詳細講解,并在博覽群書、歸納、整理、總結各家所長的基礎上,深切領會試驗統計方法教學內容,透徹把握內容間的內在邏輯聯系,遵循數學邏輯編排各章節教學內容,使學生容易接受并消化新知識,形成適合專業特色和學生實際需要的課程內容體系。

筆者認為,試驗統計方法的教學重點和難點是培養學生的統計學推理思維能力,使其學會從不確定性和概率的視角思考問題[3]。在教學實踐中,將教學重點放在統計學基本原理、基本要領和邏輯思維上,讓學生盡可能地掌握數據資料的類型、樣本大小、設計方法、數據分布、結構等分析方法,熟練使用SPSS、DPS和Excel 等重要統計軟件,根據統計結果進行科學合理的解釋和分析,提高運用統計學方法解決實際問題的能力。

3改進教學方法,全方位提高教學質量

試驗統計方法課程的理論性相對較強,單一的教學形式易導致學生注意力渙散,產生視覺、聽覺和思維疲勞,或者會感覺課程內容較枯燥和抽象[8],難以取得良好的教學效果。因此,教師必須認真備課,根據教材各章節的具體情況,借助現代化多媒體教育技術,不斷優化教學設計、改進教學方法,實現教學內容與方法的優化組合。在教學過程中,堅持以學生為主體、以教師為主導,采用講授式、案例式、啟發式和討論式教學,理論聯系實際,激發學生學習的興趣,促使學生積極主動的開展思維活動[4]。為了使學生徹底理解知識,應同時注重講練結合,如在課堂演示相關例題,可借助SPSS和Excel等統計分析軟件,使學生在學習專業知識的同時又能掌握一定的計算機知識,并安排適當的時間讓學生動手練習,給學生預留充分消化知識的時間,發揮學生的主動性與積極性,提高學生靈活運用和綜合運用統計學知識解決實際問題的能力。

4強化實踐教學,實現理論與實踐的有機結合

以學生為主體的實踐教學環節對于保證教學效果尤為重要。結合植物生產類專業實踐教學體系改革,對該課程的實踐教學環節進行較大的調整和改革[3]。首先,在課堂教學中增加提問和隨堂測驗,在每次課結束前留出一定的時間讓學生提問,便于教師及時掌握學生消化吸收生物統計理論的情況,及時調整教學進度和教學方法,調動學生在課堂教學中的學習積極性。其次,加強習題訓練和作業環節,精心選擇具有代表性、普遍性和多樣性的課后作業,要求學生獨立完成數據的統計分析,對分析結果進行解釋和推理,并寫出相應的結論,培養學生處理具體數據、解決實際問題的基本技能,為培養學生撰寫科研報告的能力奠定基礎[2]。再者,為使學生進一步掌握試驗統計方法的基本理論和概念,提高學生利用統計分析軟件的能力,由學生動手操作相關的統計分析軟件,如SPSS、Excel、DPS 等,由此提高學生素質,達到以點帶面、擴大學生視野的目的[9]。最后,利用學生畢業設計的機會,進一步提高學生的運用技能,指導學生針對具體課題進行正確的試驗設計、實施和統計分析,系統、全面地完成試驗課題和畢業論文,使學生能將所學習到的理論知識運用到實踐中。

5改革考核方式,促進學習的全面鞏固

考試是教學的重要環節,是檢驗學生學習效果的直接手段,也是衡量教師教學效果的重要方式、反饋教學成果的主要渠道[5]。為了更好地發揮考試的功能,在教學改革過程中針對傳統考試作為衡量學生學習效果的應試教育現象,根據淮陰工學院的人才培養定位目標,切實轉變思想觀念,堅持考試應為教學服務,提高學生應用能力。為全面測試學生對關鍵知識點的掌握能力和實踐動手能力,實行考知識與考方法相結合,考理論與考應用相結合,建立從學習過程、平時作業、上機實驗直到期末考試實行定性評價與定量評價相結合的“全程評價、綜合評定”的考核評價體系[10]。在教改中嘗試實踐教學環節的考核,將學生的總評成績分為平時成績、筆試成績及實驗測試3個部分,增加平時成績及實驗測試的比重,使其達到30%,筆試成績占70%。另外,應兼顧學生對基本知識的掌握程度及靈活應用知識和解決實際問題的能力,突出筆試內容的實用性,減少需死記硬背、理論性很強但應用較少的題目[4]。為培養學生腳踏實地的學習態度,規范教師的教學內容和嚴謹的作風,克服教學過程的“隨意性”,以及實現教考分離,由教研組組建試題庫,考試試題從試題庫中隨機抽取。結果表明,采用綜合評定的考核方法,學生普遍反映效果良好,既能兼顧一般學生的合格水平,又能突出優秀學生的創造性思維和激發學生能力的發揮,客觀地反映學生的真實水平,并能充分調動學生的學習積極性。

6結語

試驗統計方法作為植物生產類專業的一門基礎課程,同時也是生命科學學科中應用性很強的工具課程。在教學實踐中,教研人員主要從凝練教學內容、優化課堂教學環節、豐富教學形式等方面進行初步地改革探索。實踐表明,學生不僅提高了使用統計軟件以及分析問題和解決問題的能力,而且很好地掌握了試驗統計方法的理論知識,達到試驗統計方法的教學目標,但仍有很多問題值得進一步的探究[2]。在今后的教學實踐中,仍需不斷地加強研討和交流,研究適于實際的教學方法,探索教學規律,優化教學內容,完善教學體系,全面提高教學質量。

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篇5

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關鍵詞 學科思想 學科方法 教育價值 實驗探究

中圖分類號 Q-49 文獻標識碼 E

在當代科學技術領域中,基因工程、生物芯片、克隆技術等生物技術在社會發展中顯示出強大的經濟力量,其中所蘊含的生物科學思想、原理和方法,正在對其他學科和社會變革產生廣泛而深遠的影響。對學生進行生物學科思想教育能在很大程度上影響著學生未來知識儲存和能力發揮的狀況,對提升生物課程的教育價值有一定意義。

1 生物學科思想與學科方法的教育價值

1.1 生物學科思想與學科方法的思辨

生物學科思想是人們對生命科學本質規律的理性認識;而生物學科方法是在解決生物學科問題過程中所采用的各種手段和途徑。二者既有聯系又有區別,生物學思想是生物學方法的理論基礎,生物學方法是實施有關生物學思想的技術手段。運用學科方法解決問題的過程,是感性認識不斷積累的過程,當這種積累達到一定程度就會產生飛躍,從而上升為學科思想;而生物學科思想是生物學知識的精華,又反過來對學科方法起著指導作用,為學生理解和掌握生物學的本質提供了優化的途徑。

1.2 生物學科思想與學科方法的教育價值

長期以來,生物學教育過分注重知識的傳授,對生物學概念和定律的發生發展過程揭示不夠,更忽視了讓學生通過體驗去思考知識背后的思想和方法,因此學生所學的知識很難在不同情境中靈活地遷移,束縛了學生創造性思維的發散。學科思想相對于零散的知識點而言,更易內化為人的主觀認識,因此在生物教學中,以大量的知識為載體,讓學生在認同和理解學科思想和方法的基礎上,通過實踐形成自身的情感、態度和價值觀,這將直接影響他們對生命本質認識的敏銳性和準確性,對學科思維的形成有一定的指導作用。

2 生物學科思想的內涵

生物學科思想指那些對學科學習最具影響力的觀念、思想和見解,它們內隱并不外顯,積淀在生物學知識的形成過程中。從這個意義上說,教師在講解生物學知識時,應該挖掘這些思想內涵,并將其自然而然地呈現出來并獲得認同。這也是教師引導水平與課堂智慧的體現。

2.1 辨證唯物主義思想

在生物學中包涵著許多自然辯證法思想,其核心就是對立統一的思想,在生命活動的過程中,普遍存在許多矛盾的運動,例如同化作用與異化作用、遺傳與變異、生物適應性的普遍性和相對性等。這些都表現出對立統一的關系。同化與異化作用的對立統一是生命活動的基礎,而生命繁衍過程中的遺傳和變異,在維持物種穩定性的基礎上發展生物的多樣性,是推動生物進化的內在動力。

生命運動的基礎是生物體內物質的化學變化,生命科學研究中越來越多地運用物理和化學手段來揭示生命運動的規律恰恰基于世界的物質觀,因為細胞和組織都是物質的、運動的。

從病毒、細菌、植物、動物直至人類,生物世界盡管表現形式千姿百態,但不同的生物卻高度統一,其最基本的組成物質都是核酸和蛋白質,并且無論生物的進化位置如何,幾乎都在遺傳表達中使用同一套遺傳密碼。教師在教學中適時向學生展示在分子進化上所體現的“大一統”的格局,有利于促進學生形成辯證的思維方式,客觀而理性地看待生物的適應性與多樣性。

2.2 自組織與非因果決定性思想

奧地利物理學家薛定諤曾在《生命是什么》中指出:“用經典物理學和化學去描述生命現象是不可能的,經典物理學中一種原因只能產生一種結果的機械決定論模式并不適應生命世界。”

生命系統最基本的特性是開放性和自組織,即通過與外界環境交換物質和能量,通過自身的演化而形成的一個穩定而有序的系統,但這種穩定不是封閉系統中的平衡,而是一種動態的平衡,是一種相對穩定的狀態。因此復雜的生命系統在與環境共同作用的過程中,既有規律可循,同時也存在很多不可預測的“變數”。例如傳統遺傳學認為一種性狀由一對基因決定,二者之間有決定性的因果關系,但是,這種簡單的模式不利于了解生物大多數復雜的性狀,許多性狀由多對基因控制,它們控制著生物體內成千上萬的化學反應,同時反應的產物又會反作用于基因的表達,這些基因的傳遞并不簡單地遵循孟德爾遺傳定律,這種基因與環境之間高度復雜的交互作用決定某種性狀出現的傾向性和易感性,并非因果關系。生命運動的每一個過程都有非常多的發展方向,生物體內中某個微小的變化就可能改變這個系統的演化方向,正是因為生命系統具有混沌和非線性的特點,生命現象和生命活動的規律往往并不遵循因果決定原則,大都表現為統計學意義上的規律,這種概率性源于生物的個體差異和隨機性,與機械運動有著明顯的不同。

教師在教學過程中滲透自組織與非因果決定性思想,可以幫助學生從整體觀來認識生命運動的不確定性,用多元、理性和寬容的觀點來看待生命科學的發展。

2.3 信息流思想

生命系統是物質、能量和信息的統一體,掌握生命活動的規律,不僅要研究生命活動中的物質和能量的變化,還要研究系統內部的信息傳遞作用。生命活動中的許多過程,如生長發育繁衍過程、免疫反應以及生態平衡等,雖然外部表現為物質或能量的變化,但本質都是信息的傳遞和交流的過程。

生命活動的信息流主要包括遺傳信息流、生命活動信息流與生態系統信息流。遺傳信息流即“中心法則”,指遺傳信息的傳遞與表達的過程,該過程指導著細胞中物質和能量的一系列變化從而控制生物的性狀;生命活動的信息流即生物體的應激調節,通過特定細胞釋放的激素、乙酰膽堿等化學信號分子經體液運輸到達靶細胞,啟動靶細胞一系列生化反應,以適應不斷變化的外部環境;生態系統信息流指生態系統內部的信息交流,即生物之間通過物理、化學和行為信息等調節生物的種內與種間關系,從而維持生態系統的穩定性。教師在教學中幫助學生從信息論的視角認識生命現象,有利于使學生認識不同層次生命系統的反饋調節機制,使他們形成一個較全面的動態平衡思想,從而更好地理解生產生活實踐中相關原理的運用。

2.4 生物演化思想

生物進化是指生命形態發生、發展演變的過程。高中生物教材中不僅有專門的章節表述(人教社必修2的第七章“現代生物進化理論簡介”),而且整個教材不管是內容編排還是知識結構上,都折射出進化的思想。

現代達爾文主義認為,變異、選擇和適應貫穿在任何一個物種的演化過程中,這是生物與環境相互作用的結果。例如在有性生殖的過程中,由于配子形成過程中染色體組成的多樣性與精卵結合的隨機性,同一雙親的后代呈現幾乎無限的多樣性,另外由于性別、年齡、免疫系統以及在開放系統中所收集到的信息不同,有性生殖的種群中不存在兩個完全相同的個體。再比如高等生物每105~108個生殖細胞才有一個發生基因突變,但在擁有大量個體的群體中就足以提供豐富的變異來源,多樣性為生物進化提供大量的選擇材料,生物圈就在這樣的物種演變中維持著自身結構與功能的穩定性。

教師在教學過程中融入進化的觀點,可幫助學生認識到生物進化是物種演變而非物種進步,因此人類只不過是自然界眾多物種的一個分支,人類的行為作為自組織系統的一個部分也將影響自然界中物種的演變,從而最終改變人類自己。

3 生物學科方法示例

認識生命現象,探究生命活動本質的過程離不開科學的方法。從方法論的角度看,生命科學研究的方法包括一般科學方法和具體科學方法。一般科學方法包括觀察、調查、分類、實驗、分析等。具體科學方法指控制變量法、假說演繹法、模型構建法等。生命科學的研究往往是通過大量的實驗證據來支持某個生物學的觀點,圖1以實驗探究為例說明生命科學研究的特殊方法。

實驗探究是針對研究目的,在人為控制條件的基礎上,對研究對象進行干預或處理后,觀測所產生效應的研究方法。該過程包括提出問題、作出假設、設計實驗方案、實施實驗、分析實驗結果等(圖1)。

案例:探究鉛中毒對大鼠學習記憶的影響。

步驟一:提出問題,做出假設。

汽車尾氣及工廠排放出的廢氣使空氣中聚集大量的鉛塵,鉛塵懸浮物離地面大約0.8 m,因此鉛會輕易地通過呼吸道和消化道進入兒童體內;另外兒童喜食的膨化食品、經常用的蠟筆、鉛筆和一些色彩特別鮮艷的圖書、餐具以及用油漆刷過的積木等玩具,都含有鉛的成分,經常接觸鉛的孩子行為活動能力減慢。由該背景作出假設:鉛中毒可能影響動物的神經活動。

步驟二:設計實驗方案并實施。

選擇大鼠為實驗對象,分為四組,設置三個醋酸鉛溶液飲用水平:0.05、1、2 g?L-1,對照組飲用蒸餾水。連續飼喂60 d后,進行水迷宮實驗,在池水中加入少量墨水使大鼠無法看到水下隱蔽平臺。讓大鼠從四個方向入水點入水,訓練其尋找水面下隱蔽平臺。重復訓練4 d后撤去平臺。

本實驗醋酸鉛染毒組為實驗組,飲水組為對照組,測定從入水點到原平臺水域的時間用以反映大鼠學習記憶的能力。如果條件許可,還可測定腦組織勻漿鉛含量及乙酰膽堿酯酶(AchE)活性。

步驟三:記錄與整理數據。

本實驗可能受到的影響因素很多,大鼠的個體差異、水浴溫度、入水方向、人為操作與觀察角度的變化等因素均可能干擾大鼠尋找平臺。為減少誤差,由同一人采用固定的操作模式,大鼠訓練時不要有人在場,在另一處用視頻探頭跟蹤觀察。應盡可能采集足夠的樣本數量,及時記錄并整理。

步驟四:分析實驗結果是否支持假設。

飲用水中醋酸鉛濃度越高,大鼠到達原平臺水域的時間越長,說明鉛中毒可能影響大鼠的學習記憶能力,支持假設。

該活動涉及到生命周期、環境控制、變化緩慢等問題,實驗數據的離散度比較大,得出結論并非易事,。在討論交流的過程中,學生認識到對于復雜的生命系統的研究,不能只進行單因子分析,還應分析無關變量對實驗結果的影響,揭示控制條件與觀測結果的對應關系必須有大量的樣本支持,該活動的結果表現為統計學意義上的規律。

該案例為2013年全國高考福建生物卷第27題的背景,其中所蘊含的生物學科思想和方法非常豐富,校本選修活動借鑒該背景開展實驗探究,有利于培養學生科學探究的能力和勇于探索的科學精神。

總而言之,學科思想方法的教育理念對教師的專業素養與引導水平提出了更高的要求,教師有意識地通過生物學科知識引發學生思考,讓學生在“方法”或“哲學”層面上認識生命運動的一般規律,是生物課程教育價值的重要體現。

參考文獻:

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【關鍵詞】生物;教學;實踐

研究性學習是以培養學生的創新精神和實踐能力為根本出發點,將這一全新的學習方式帶進生物課堂教學中,這是學習方式的變革,也是從培養學生單純地掌握知識轉向解決實際問題的能力的轉變。以往的學習方式多數是以獲得系統生物學知識為主,目的在于增加學生的知識儲備,培養學生的應試能力。而在研究性學習活動中,學生不僅自主建構生物學科的知識體系,而且能培養自己綜合運用生物學知識解決實際問題的能力。在高中生物教學中,開展綜合實踐活動有以下幾個特點。

一、從封閉走向開放

高中生物研究性學習是在學科知識基礎上,擴展學生學習的機會與經驗,圍繞生物學問題進行綜合性學習方式。

學習的內容呈現開放性。學生在探究中,從課題的選取、資料的收集、方案的提出、探究過程的實施、到成果的交流,都充分體現自主性,教師是引導者和協助者,是開展綜合實踐活動的全程指導者。

學習形式從規定性轉向開放性。教師不再規定“動作”,而是學生根據自己的課題特點靈活運用,可以采取個人獨立完成、小組集體攻關等多種形式,可以調查研究、實驗查證或理論探討,使課程成為“體驗課程”,師生成為“學習的共同體”。

在此教學過程中,教師要改變傳統的教學方法,努力提高自身素養,引導學生通過討論、探究、實驗等多種形式,鼓勵學生積極主動的學習。

高中生物研究性學習不僅注重學習的結果,更注重學生在學習過程中的體驗、參與程度與協作精神以及學習過程中所體現出來的創新精神和實踐能力。

在評價方式上,評價時教師應注重過程性評價與總結性評價相結合;定性評價與定量評價相結合;自評與他評相結合等開放的評價方式。這樣通過多元化的評價方式引導學生充分發展。

二、積極開展探究性實驗

探究性實驗是高中生物教學中開展研究性學習的主要形式,在不破壞學科知識的邏輯性和系統性同時,教師應適當穿插一些與生物學科教學內容有關的實驗小專題的探究活動。

學生所選取研究性課題可以是高中生物課本中的探究性實驗,還可以是課本中介紹有關知識作鋪墊的驗證性實驗的轉換。在實際操作上主要經歷3個階段:進入問題情境—實踐體驗—表達交流。例如,關于影響酶活性的探究性實驗專題,以“探究低溫對過氧化氫酶活性的影響”為例:現象觀察(鮮肝煮熟后不能催化H2O2分解上聯想并提出問題(低溫是否影響酶活性)——作出假設(低溫下酶活性弱等)一預期實驗結果—設計實驗(對照原則、單因子變量原則、重復原則,以及設計并繪制數據記錄表等)--實驗材料的準備和實施實驗—結果的獲取和分析(結果是否支持假設)。這一過程由學生小組討論并實施,體現了基本的探究程序。初始階段,教師結合實例對學生進行科學探究基本過程的輔導是必要的,否則探究就可能顯得零亂無序、不知所措。另一方面,教師又必須讓學生了解科學研究是錯綜復雜的。

這些探究活動課題通常較小,常圍繞生物學科某個概念或原理進行。探究課題有的來自生物教材,有的來自學生的實際生活,活動多隨堂進行,更多地體現了“穩態的探究”特征,即在一定的科學原理的指導下,發現并積累知識,原理本身被認為是正確無誤的。

在學生開展活動時,教師不僅要正確引導,促進他們發散思維,還要滲透科學探究的“神”,即科學探究的求知精神、進取精神和求實精神,以便學生從探究學習過程中領悟科學探究的本質,形成正確的科學態度,否則研究性學習就會演變成徒有形式的機械訓練,無法使學生體驗探究的樂趣,最終導致他們喪失學習生物學的興趣和熱情。

三、引入生物科學史的學習

科學不僅是關于自然奧秘的知識體系,而且是人類p&q自然不斷變化發展的過程。生物學概念和原理既是研究性學習的基礎,又可作為探究的對象。學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物界的軌跡,了解科學家怎樣發現問題、分析問題、解決問題,理解科學的本質和生命科學研究的方法,感悟和體驗科學家的創造性思維和探索精神。教師利用極其豐富的生物科學史材料進行探究,是開展生物學研究性學習常用的方法之一。

四、圍繞科技資訊開展研究性學習

生物學教學中的探究的形式有多種,除實驗探究和科學史模擬探究外,還有生物科技新進展的科技資訊探究等。這類課題的探究能引導學生關注社會、經濟、科技和生活中的生物學問題,體現STS精神。教師從科技(科普)雜志或互聯網上選取社會關注的、與生物學有關的理論,圍繞科學探究過程的特點設計一系列的問題(或在提供鋪墊的基礎上讓學生發現并提出問題),引導學生深入思考、分析、討論,不斷尋找證據以深入解決問題的思路和方法,從而提高學生對科學。過程本質特征的i&N,發展學生的邏輯思維能力和批判性思維能力。諸如:轉基因動物的培育,轉基因食品安全性研究,人類對濕地生態系統的影響,瘋牛病、非典的病原體研究等。

篇7

關鍵詞:生物學;科研實驗室;有毒有害物質;生物安全

中圖分類號:G647 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)44-0009-03

一、引言

生物學科研實驗室是指與生物學研究相關的并專屬用于研究生做科學研究的實驗室,涉及醫學、動物學、植物學、微生物學等多門學科[1-5]。它不僅是培養學生觀察能力、科研能力與創新能力的實踐教育場所[6],更是創新人才的培養基地和科學技術的發源地[7]。中國科學院院士馮端曾經指出,“實驗室是培養創新人才的搖籃,是現代大學的心臟[8]”??蒲袑嶒炇疫\行狀況的優劣直接關系到這一專業的科研水平和學校的綜合實力。

由于生物學科研實驗室存在多種生物活性材料有毒有害物質,并且在研究過程中還常會產生大量生物垃圾的特點,所以對其進行安全控制和科學管理具有至關重要的意義。

二、生物學科研實驗室的特點

生物學科研實驗室具有與其他實驗室共同的特性:精密儀器集中、技術含量高、操作管理人員水平參差不齊[9];同時由于生物學研究的高度專業性,又具有自己的特征:(1)有毒有害物質集中(包括易燃易爆試劑、易制毒試劑、劇毒藥品、致癌化合物);(2)生物活性材料復雜(包括致病細菌、致病病毒、實驗細胞菌株、轉基因材料、實驗動物)。由此可見對生物科研實驗室進行科學管理的必要性和重要性。

三、生物學科研實驗室管理策略

目前,按照實驗室人數分,國內的生物學科研實驗室可以分成以下三種模式,詳見圖1。

以下三種規模的生物學科研實驗室,少則一間多則幾十間,但是不管哪種模式的科研實驗室,如不進行科學的管理,都有可能成為交叉污染之源。這不僅會影響小區域的環境,甚至會波及到該區域以外的較大區域甚至是周邊的土壤、水源等,產生嚴重的后果。目前已發表的文章多是針對學校或學院公共實驗室或本科教學實驗室的管理,而針對于研究生科研實驗室管理的文章卻論述很少。本人近十年來先后在國家重點實驗室和農業部生物工程實訓中心教學示范平臺從事生物科研實驗室管理及大型儀器共享平臺管理的一線工作,現結合單位實際和個人工作體會,就生物科研實驗室的安全管理談一點建議與大家共勉。

1.實驗室功能區域的劃分。由于生物科研實驗室有其特殊的性質,所以實驗室的建設必須經過專業人員進行特殊的設計(包括氣體過濾、污水處理)才可以投入使用。對于硬件條件措施,在不同的高校和科研院所往往不盡相同,本文不進行深入討論,這里我們要重點討論的是實驗室內部的區域劃分。生物學科研實驗室一般由生物培養區、試劑存放區、實驗操作區和污染區等組成。實驗室功能區域的劃分能夠強化空間的利用率,同時避免或減少交叉污染,方便開展實驗。生物培養區是實驗核心區,通常包含實驗動物、植物和微生物的培養,一般必須以滿足生物的正常生長為最基本條件;試劑存放區中的試劑必須分類存放在試劑柜中,適宜安放在室內空氣流通性較好的地方,對于劇毒和特殊管制的試劑必須專人專管并存放在特定區域;實驗操作區主要是研究人員開展研究工作的區域,往往是多種生物體和儀器、試劑匯聚的集合,必須保障操作臺的條件能夠安全順利的開展實驗;而污染區在生物實驗室中一般為電泳和病原菌處理區,一般在此區域要對危險性做出明確提示,并嚴格按照生物安全的要求處理廢棄物的存放,避免對相關人員的人身和環境產生二次危害。

2.落實實驗室成員主體責任。實驗室是每個研究生開展科研活動并完成學業的重要場所,也是所有研究人員組成的一個緊密集體。實驗室的正常運轉離不開實驗室中每個學生的積極參與,因此讓實驗室中的每個成員具有明確的權利和義務是保障實驗室健康運行的基礎。首先,實驗室的每個學生都應該擁有對實驗室的參與權、建議權,同時還必須完成實驗室負責人和管理人員對其安排的合理任務。其次,對于實驗室功能區域和工作臺的管理必須落實到特定人員,不可進行模糊化的籠統管理。同時,還要通過定期檢查、監督確保制度落實。為了保證實驗室管理的責任能夠具體落實在每位學生身上,制度制定時必須考慮到現實可行性,任務分配時要注重公平合理。制定管理措施時要明確,制度是為了讓實驗室更流暢高效的運行,讓每個在實驗室中的學生能夠安全、順心的完成實驗,同時還能夠體會到合作互助所帶來的樂趣。切不可為了管理而管理,最終讓制度流于形式,實驗室趨于混亂。

3.實驗試劑材料訂購。現在很多生物學實驗室在研究中都涉及到了分子生物學等最新的研究技術,通常所購買的相關試劑和材料價格非常昂貴,所以制定合理的試劑材料訂購制度對于科研經費的高效利用非常重要。實驗室應該建立一個統一的訂購平臺,可以使用軟件系統或者自己建立數據庫,固定周期集中采購,同時要對試劑的品牌、價格、公司、原產廠家以及實驗室可用量做到心中有數。通過智能化的動態管理節約開支、減少浪費。

4.實驗室垃圾的安全處理。生物實驗室由于其研究對象是活體生物,而且常常會接觸到許多對人體有害的病原菌,因此對于生物垃圾的處理是實驗室安全中一個非常重要的環節。生物垃圾一般分為普通垃圾和有毒有害垃圾。對于普通垃圾,包裝分類后按照日常垃圾處理要求即可處理;而對于有毒有害垃圾,必須依據其危害和毒性嚴格按照相關要求進行專門處理或交相關專業公司進行處理。常見有毒有害垃圾的處理方式具體包含:(1)對于病原菌及其他有活性的質粒、菌類及腫瘤細胞培養廢棄物如液體培養基/斜面培養基及提取物,必須進過高壓滅活后才可以排放。(2)含有有毒物質的電泳凝膠及被污染的手套應該存放在專用收納的容器里,交給學校相關部門統一處理。(3)對于有毒的試劑及藥品容器及其廢液,應將其倒廢液桶收集,然后交給學院相關部門,對于有毒有害的空試劑瓶,應對試劑瓶清洗干凈后并將標簽除去,才可作為普通垃圾處理。(4)對于實驗動物尸體不能隨便丟棄,必須進行無害化處理后統一交給學校專門機構進行處置。

5.實驗室技術培訓和數據保存。生物學實驗室作為一個專業技術集成化比較高的研究機構,特定的實驗室中總有不少多年來形成的專門技術。為了使進入到實驗室中的新成員能夠快速了解、掌握相關儀器和技術的使用方法,必須對其進行專門的技術培訓。培訓內容除涵蓋相關儀器、技術的操作方法以外,還應該使新成員了解實驗室中相關的規章制度,方便大家遵照執行,同時有利于新成員更快融入研究團隊,提升整個實驗室的運行效率。具體培訓工作可以由實驗室中專業技術人員或者高年級的研究生擔任,這樣做不僅可以增強培訓工作的針對性,也有利于新成員對整個實驗室的了解。培訓結束后,應當進修針對性的考核并頒發相關實驗室準入資格證,督促新成員對培訓工作的重視,從而有利于整個實驗室科研工作的順利開展。

隨著實驗室的不斷運行,積累的科研材料、數據和成果也越來越多,對于這些資料的積累、保存是科研工作不斷順利向前推進的重要保障,是整個實驗室別需要重視和關注的一環。我國的很多生物學科研實驗室,由于早期的研究基礎較弱,研究方向不固定,很多時候研究資料往往隨著學術論文的發表和研究生的畢業就丟失了,形成了很大的浪費。因此對實驗室中積累的科研資料要建立一個有效妥善的保存方式,使所有資料數據都做到有據可查,保管妥當。特別是對實驗記錄,應該建立規范完善的管理系統,每個實驗室盡量統一實驗記錄本,研究生在特定時間段對實驗記錄要復印并上交導師,畢業后要對實驗記錄本原件全部上交,由實驗室專門保存。隨著技術的發展,現在也有一些實驗室采用了電子實驗記錄系統,對這些新的電子記錄數據應當做到定期數據備份,建立多個拷貝,避免由于硬件原因丟失數據。

6.建立實驗室文化??蒲袑嶒炇页蓡T一般由在某一時期內具有特定研究方向的研究人員和研究生組成,作為一群高級人才組成的研究團隊,實驗室文化是不可或缺的一個組成部分。實驗室文化顧名思義就是沿著實驗室建設發展的脈絡而形成的一種特殊文化[10]。實驗室文化建設是屬一種綜合性的激勵,它更強調人的精神力量作為行動、行為的動力源泉[11]。良好的實驗室文化對實驗室成員以及實驗室的整體行為具有導向作用[12]??蒲袑嶒炇业娜粘;顒右话阌行〗M學生學術報告、專家學術講座和實驗室游玩聚會活動。小組學生學術報告一般由學生匯報文獻閱讀和研究最新進展,這應該是實驗室一項常規活動,實驗室成員不僅可以通過匯報的方式增進學術交流,而且對于鍛煉學生的學術演講能力也是一個很好的平臺。專家學術講座可以讓大家對最新的學術動態有一個了解,同時也加強了不同實驗室之間的學術交流,對于鍛煉學生的思考和提問能力也是一個很好的幫助。在緊張的實驗之余,組織一些游玩活動對于放松大家的身心,增強實驗室的凝聚力也很有必要。

實驗室作為一個大集體,不同的成員對于管理制度的執行肯定會存在差異,甚至會有因為違反相關制度而造成嚴重后果的事情發生;同時不同學生的研究能力和學術水平也良莠不齊,因而制訂合理可行的獎懲制度對于保障實驗室的正常運行具有重要的作用。獎勵和懲罰制度必須建立在一定的現實基礎之上,制度制定中要廣泛征求各實驗室成員的意見,確保參與權,注重可行性,一旦形成最終制度,必須嚴格執行。

四、結語

隨著我國經濟的持續發展,國家對科技投入力度不斷加大,高??蒲袑嶒炇乙蚕鄳鹉暝龆郲13]。生命科學作為21世紀重要的科學發展領域,生物學科研實驗室在推動其發展中起著不可或缺的作用。建立科學合理的實驗室管理制度,重視制度的可操作性和執行力,是推動生物學研究不斷向前發展的重要保障。在實驗室管理中,要注意生物學科研實驗室的特點,以維護生物安全為底線,做到以人為本,努力將科學化的管理貫穿于科學研究之中。同時,要注重培育實驗室文化,充分發揮每個研究人員的特長和學術研究潛能,為促進我國生命科學研究的持續健康發展,培養綜合能力強的高水平生物學創新型人才貢獻力量。

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篇8

關鍵詞:高中生物;創新能力;生物教學

高中生物學科教學中,創新能力的培養是素質教育給高中生物教學提出的一個要求。從創新思維的引導培育以及創新能力的提升等多個方面,讓高中學生在生物課程學習的過程中,不僅接觸到最前沿的生物科學發展成果,還能學到先進的科學研究的思維和方法,樹立科學研究的意識,擁有創新的思維和頭腦。創新是未來人們最基本、最重要的生存素質。無論是從培養21世紀的建設人才的需要看,還是從全面提高和發展學生素質來看,都需要生物教師加強對學生創新能力的培養。高中生物教師只有從思想上重視培養學生的創新能力,才能有計劃、有步驟地實施創新教育。

一、在實驗教學中,促進學生創新思維和能力的發展

開展實驗教學可以讓學生更加直觀地認識生物學的現象,總結其中的規律,抓住這些知識的本質內涵。高中生物教師要在實驗教學中,讓學生有機會觀察演示實驗的整個過程,并讓學生有更多的時間和空間進行自主的實驗活動。高中生物教學中的實驗設計能夠讓教師借助一些儀器給學生觀察微觀生物學世界的機會,也能讓教師應用生物學研究的方法,借助生物化學等學科的知識和內容來解決一些高難度的問題。要想訓練學生的創新思維,讓學生具備較強的創新能力,除了讓學生喜歡高中生物的學科內容之外,還要讓他們帶著探索的意識和主動性,參與課堂學習,并且主動地進行拓展式、研究式生物學習活動。高中階段的學生思維能力達到了一個較高的水平,所以在編制探索性的實驗設計過程中,學生會不由自主地把以往的知識和經驗總結在一起。這能夠讓他們將已學過的知識點聯系得更加充分,在復雜的問題解決情境中,學生需要拓展思路,在看似困難的絕境中找出解決問題的辦法。所以,通過高中生物課堂培養學生的創新能力,不僅是一個教師啟發、引導鼓勵的過程,同時也需要學生夯實基礎知識,有學習的主動意愿。光有奇思妙想而沒有充足的知識,學生的創新只能是空想,所以要在問題探索中讓學生自主地進行知識的建構以及知識的豐富,提高他們解決問題的綜合素質和創新能力。

二、通過構建問題情境,讓學生主動地進行探索式的創新式的學習

學生在實際生活中經常會產生各種各樣的疑問,正是因為人們的好奇和不斷探索,才讓高中生物學科發展得越來越壯大,在人們的現實生活中發揮不可替代的重要作用。學生學習時最可貴的精神就是積極主動地思考問題、探索問題,只要學生有了主動學習的欲望,學習的效率就會相應地提高,教學活動也就變得簡單很多?!皩W起于思,思源于疑。”這充分說明了思考和提出問題在學習活動中的重要作用。因此,生物教師必須要采取一些有效的措施,讓學生更為積極、主動地學習生物學科,在類似于真實的問題情境中主動進行新舊知識的聯系和建構。搭建問題情境的過程,是一個對學生的思維進行逐步深入引導的過程,學生的創新思維能力也是在這樣的過程中逐漸培養起來的。教師要給學生做創新探索研究的講解和示范,從思維過程上讓學生有相對直觀的認識,進而模仿教師的思維過程,帶著自己的課題進行探索式學習。高中生物教師在搭建教學情境的過程中,可以選擇很多方法,情境要求具有一定的直觀性,學生容易理解,且情境本身也能促進學生抽象思維能力的發展,因此高中生物教師要尊重學生的認知發展水平。另外,也要尊重學科的特點,尊重學生已有的知識儲備情況。搭建情境的方法需要各種直觀的形式,例如在生活化的理念里,以圖片、視頻等形式呈現生活中的畫面,能使學生聯想自己以往的經歷,從而在學習中主觀地進行加工建構。問題情境創設的目的在于給學生提供各種各樣的線索,這些線索有助于學生提取相關的知識點去解決問題。這樣一個情境創設的過程,也是學生在創新探索問題解決思路和方法的過程。在問題情境的構建中,教師要展現自己的創新行動,讓學生在情境中有新的聯想和收獲,這有助于教師培養學生的創新意識和思維方式,并增強他們創新的科學能力。所以高中生物教師要在現有的基礎上提高自己的綜合素質,讓學生能夠在問題情境中有新的收獲。

三、高中生物教師要注重借助學科的內容,培養學生的創新思維

在學科教學活動中的學科知識,不僅讓學生主動、積極地進行知識內容的建構,還能有效提升學生的創新思維。楊振寧教授說:“加強發散性思維的訓練,是培養學生創造性的‘重點工程’。”學生進入高中后,由于自我意識的發展,他們常常產生新的看法,存在求異思維,表現出思維的發散性。那么,在學科教學內容逐漸展開時,要使學生具備越來越強的探索學習的積極性,在創新思維和方法方面也得到訓練和啟發。因此,高中生物教師要立足實際認真分析生物教學中存在的問題,提高課堂教育教學的有效性,讓學生能夠在知識的巧妙創新應用方面有新的體會和發現。高中生物教材中內容安排得非常系統,層次分明,邏輯清晰,這對于學生理解學科知識,順利地提取知識分析問題和有效地解決問題可以起到積極的促進作用。學科教學的內容要以教材為依據,適當融合生物科學最近發展的成果,更為顯著地體現生物科學在人們的生產生活中具有的獨特價值。與此同時,一些新成果的引入也讓學生的科研思維得到拓展,對問題的看法更加深入和廣泛。因此,高中生物教師需要在教學內容的設置等方面體現出更多的創新特點。同樣的教學內容,不一樣的授課方式或不一樣的組織方式,都能讓學生在頭腦中建構起更加豐富的相互聯系的知識網絡。從建構主義以及信息加工理論中,我們能夠發現學生作為學習的主體,帶著興趣主動地建構著自己內在的知識結構。所以這是一個不斷提高,讓自己能更適應生物科學教學要求的過程。在學科內容的呈現方式中,高中生物教師要注意采用綜合的呈現方式,運用多感官刺激的策略,讓學生在視聽結合的情況下對信息本身有更豐富的編碼方式。這樣做的好處在于,學生今后能夠在更復雜的實際應用場景中,尤其在科學研究創新活動中,能夠根據情境的變化,巧妙、靈活地提取相關的基礎知識,從而順利地解決問題。以教材為依托,以教材為原點,教學活動創新型的開展,能拓展學生的生物科學視野,增強學生的學習興趣,讓學生獲得更顯著的提高,加強對這門學科的整體認識,促進他們積極主動地學習生物科學。

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關鍵詞:研究生培養;分子生物學;實驗教學

分子生物學是從分子水平上研究生命現象、生命本質、生命活動及其規律的科學,是當前生命科學中發展最快并與其他學科交叉滲透最廣泛的前沿學科之一.進入21世紀,分子生物學的實驗技術與方法已經應用到了生物學各個分支學科的研究中[1].研究生教育是培養具有科學精神和創新能力高層次人才的主要方式,培養碩士研究生創新思維和科學研究能力,將是作為研究生階段的研究工作和將來作為科研人員所必備的素質.近年來,很多高校在研究生的培養上采取了重大舉措,如浙江大學、中國科技大學、西安交通大學、中國農業大學等,實現了研究生的理論教學、實驗教學和學位論文研究三階段的培養模式[2].在加強研究生理論教學和學位論文研究的同時,注重研究生實踐能力的培養,增加了實驗教學環節,實現研究生實踐能力的寬領域培養,再通過學位論文的研究,形成研究生實踐能力的立體全方位培養.作為一個生物學研究生,把本科所學的基礎知識與科學研究的最新進展聯系起來,學好、學通分子生物學是必需的一步.基于此,2012年起我校在生物學科研究生學位課中設置“分子生物學實驗”課,3年來雖然取得了明顯的成效,得到了研究生與指導教師的認可,但在實際運行過程中也發現了一些問題,還需要通過不斷的改革和實踐,使生物學科的研究生更系統、更全面地掌握分子生物學的實驗技術和技能,為后續的研究性實驗工作和今后走上工作崗位提高科研水平打好一個堅實的基礎.

1課程定位及理念

分子生物學在20世紀取得了理論和技術的飛速發展.分子生物學技術越來越廣泛地應用于生命科學的各個研究領域當中.隨著越來越多的理論突破,分子生物學技術也日新月異.在高等院校的生物相關學科的研究生教學中,越來越廣泛地注重分子生物學的教學.分子生物學理論課教學內容多,范圍廣,有一定深度,學生很難透徹理解和掌握,如果不做實驗,只學習理論,往往會事倍功半,理不出頭緒.分子生物學實驗課能給學生親自動手參與實驗全過程的機會,便于學生加深對相關理論的理解[3].研究生來自不同的院校,由于各院校課程設置不同,研究生接受的本科階段的教育差別很大,這種差別在實驗操作能力上體現最為明顯.對于已經進入分子時代的生命科學來說,不熟練分子生物學實驗操作的學生就很難快速適應課題研究的科研工作.在研究生學位課中設置分子生物學實驗課,合理安排實驗課內容,建立常規操作與科研課題相結合的實驗課程體系,是提升研究生實踐能力的重要途徑,同時也能為學生完成碩士學位論文及將來從事科研工作打下良好基礎.內蒙古科技大學生物學碩士研究生學位點于2006年經批準設立,2007年起招收首批碩士研究生,近10年來,已為及全國輸送了一批從事生物學研究與開發的優秀人才.“加強專業技術教學、緊跟學科發展前沿、全面提升研究生培養質量”一直是本學科研究生培養工作的重點和目標.為適應新形勢下高等院校研究生教育與創新型人才培養的目標,對研究生分子生物學教學的改革勢在必行.2012年以來,我們通過在研究生學位課中設置“分子生物學實驗”課,不僅顯著地提高了研究生對分子生物學課程的學習熱情,而且明顯提升了研究生的科研能力.

2課程建設及特色

2.1課程建設的過程與方法

每學年的秋學期初新錄取的研究生入學,根據對新生分子生物學知識背景和實驗動手能力的詳細調研合理安排實驗課內容,建立常規操作與科研課題相結合的實驗課程體系,并根據學科發展不斷更新和完善,力求促進研究生科研工作的順利開展.研究生分子生物學實驗教學的改革分為3個階段進行.

2.1.1準備階段

組織相關人員成立課題小組,對小組人員進行具體分工,以2015年新入學的碩士研究生為研究對象,采用問卷調查方式對他們的分子生物學基礎知識與實驗操作能力進行摸底,撰寫調查報告[4].

2.1.2實施階段

(1)制定教學大綱.根據準備階段的調查結果討論研究生分子生物學實驗課教學大綱,實驗項目實行多層次、模塊化管理,分為基礎性、綜合設計性、創新性3個模塊.基礎性實驗項目以基本的分子生物學操作技術為主,如:質粒DNA的提取、限制性內切酶酶切DNA分子、瓊脂糖凝膠電泳分離DN段、大腸桿菌感受態細胞的制備、重組DNA分子的構建與轉化等、PCR擴增目的基因等.對沒有任何分子生物學常規操作基礎的研究生要逐個開出;對本科階段已經接觸并熟悉這些基礎性實驗的研究生可直接開出綜合設計性實驗,如:多種方法獲得目的基因、動植物中某關鍵基因的克隆、重組質粒的構建等.創新性實驗項目全部由本學科教師承擔的科研課題轉化而來,研究生可根據自己的研究方向與興趣愛好選擇項目完成,包括植物細胞中MYB類轉錄因子的篩選、與人類遺傳病相關的核苷酸重復序列的克隆等.

(2)學生選課.將全部實驗教學內容及具體開出安排提前公布,學生根據實際情況與自己的研究方向進行實驗內容的選擇,這一環節須由指導教師協助完成.選課結束后根據每個項目的選課情況準備實驗,包括學生分組、準備實驗材料、儀器設備、耗材試劑和實驗講義與實驗報告冊分發等.

(3)預實驗.指導教師根據學生分組情況,每組安排組長一名,副組長一名,在實驗開出前協助指導教師完成預實驗.

(4)實驗課開出.按計劃認真組織研究生開出實驗.實驗操作階段,要求學生熟練掌握實驗操作流程,嚴格按規范進行操作.同時指導教師要充分調動學生的學習積極性和主動性,增強學生獨立完成實驗的能力和實際動手能力,使學生能夠盡可能主動地、獨立地完成實驗的整個過程,為以后獨立從事科研設計和科學實驗打下良好的基礎.

(5)課程考核.實驗課結束后進行成績考核,綜合學生的預習報告、實驗操作、實驗結果與實驗報告撰寫情況給出實驗課成績.

(6)編寫研究生實驗教材.基于教學實踐的積累,編寫研究生實驗教材“研究生現代分子生物學實驗”,重點面向研究生的實驗教學,將分子生物學基本實驗技術和近年來發展起來的新技術、新方法有機融合.

2.1.3總結階段

跟蹤調查,了解研究生在分子生物學實驗課結束進入課題研究后的情況,掌握他們在分子操作各個環節上的操作熟練程度,對取得的研究資料做全面的整理分析.在學科內部推出“研究生分子生物學實驗”示范課,并完成相應的資料庫與光盤制作,并進一步在全校范圍內推廣.同時課程改革小組的成員要不斷討論項目實施過程中存在的問題,并及時與兄弟院校溝通學習,提出切實可行的辦法[5].

2.2指導教師隊伍建設

自2012年生物學科碩士研究生開設分子生物學實驗課以來,該課程的教學任務一直由我校外聘的留美分子生物學專家王建英教授負責,另配2名講師作為助手.經過3年來的教學實踐體會,加上學生與研究生導師的意見反饋,我們發現這種單一的指導教師模式是需要改進的,需要建設一支由長期工作在科研、教學一線教師組成的研究生實驗課教學團隊.教學任務分配上,根據團隊內每位教師主要從事的科研領域和專業特長,分配相應的實驗教學內容,每個項目安排2名指導教師,他們不僅熟悉所指導實驗的技術要點,及時解決實驗過程中出現的各種問題,還能將本領域相關的科研前沿、熱點問題介紹給學生,以開闊學生視野,使每次實驗均能獲得預期結果.同時,指導教師在教學實踐過程中也不斷發現和審視自己,包括對自身專業知識的把握與實驗技能熟練程度的反思,這樣也能促使他們緊密跟蹤學科發展前沿不斷提高[6].本課程經各方面協調討論,現已逐漸組建了一支人員穩定、業務基礎全面、具有團結協作精神的教學團隊.其中教授3人、副教授2人、講師2人.其中大多數教師承擔國家自然科學基金、內蒙古自然科學基金、內蒙古高?;鸬瓤蒲许椖?在努力完成這些科研任務的同時,有意識地將許多科研工作中的思路和先進的技術轉化到研究生分子生物學實驗的教學實踐中.實驗課教學團隊的建設極大地提高了研究生實驗教學質量,并申請得到了我校研究生教學改革項目建設立項資助.

2.3實驗課成績考核與結果評價

經過教學團隊的調研討論,針對分子生物學實驗考核形式的問題,提出實驗課評價體系多層次評價的管理制度,包含預習報告、平時考勤、實驗操作、實驗結果與實驗報告撰寫情況5個部分,分別所占比例為1∶2∶4∶1∶2;針對設計性與創新性實驗,要加上實驗方案制定與實驗論文撰寫環節.針對研究生各實驗組人數較少、時間較靈活、學生專業多樣化等特點,在考核中更加注重實驗的具體操作過程.在課程開課初要將考核方案告知學生,讓他們明確各環節的評分標準,在實際考核過程中如實記錄作為評價依據.實驗課結束后,通過“問卷調查與后期跟蹤相結合”的模式及時對教學效果進行評價[7].通過發放問卷調查表的方式綜合調查研究生對本門實驗課的內容設置、教學方法及授課教師的教學效果等信息的評價.另外,在實驗課結束一個學期后,我們對研究生指導教師進行問卷調查,對上一年度的實驗教學效果進行了后期跟蹤評價,對研究生進入到各自實驗室工作后的科研思維、實驗設計、操作能力等進行調研,綜合評價實驗教學效果[8].

3結語

分子生物學實驗技術是生物學各分支學科科學研究必備的手段,在研究生入學后進入課題研究之前開設“分子生物學實驗”課,熟練掌握基本的分子生物學操作技術,這是生物學研究生快速進入科研課題與順利完成碩士學業的基本保證[9].研究生經過基本實驗技能培訓、全面綜合實驗及自主設計實驗的鍛煉及創新實驗平臺的全方位提升,科研能力得到大幅度提高.學生普遍反映研究生分子生物學實驗為他們順利進行課題研究、完成學位論文和未來的科研工作奠定了良好基礎,一部分學生在碩士期間就發表了高水平的SCI論文.為生物學研究生開設分子生物學綜合實驗,在內蒙區內外兄弟院校進行此類設置的尚不多見,需要我們更加努力創立并逐步完善研究生實驗教學平臺,全面提升我校碩士研究生培養水平[10G12],及時將教師的科研成果提煉引入實驗教學,提高指導教師的教學能力,使實驗內容不斷更新,為研究生進行課題研究及畢業以后從事相關的科研工作打下堅實的基礎.

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一、夯實基礎知識,培養學生良好的科學品質

在教學中,教師應依照課標的要求,力求通過激發學生的求知欲和學習主動性進行基礎知識教育,通過“師生互動、自主探究、合作交流”等形式多樣的教學方法,讓學生理解掌握生物科學知識。還應充分運用多媒體優勢解決教學中難點,達到新課標要求的教學目的,通過音頻、色彩的輔助,變抽象為直觀,化靜為動,學生感知鮮明,印象深刻,讓學生在網絡環境下,通過人機互動的手段獲得知識,充分調動學生的感官和思維的積極活動,發揮學生在教學中的主體作用,讓學生在理解基礎知識的同時,激發學生對學習科學知識傾注極大熱情,形成對科學執著追求的意志品質。還要充分挖掘生物科學的成就在生活中運用的實例,激發學生學習生物興趣。從而實現基礎知識教育和培養學生良好科學品質,對科學的興趣、情感、意志和作風相統一。

二、加強實驗教學,培養學生的生物學技能

生物學是一門實驗性很強的科學。重視實驗教學、培養探究創新實踐能力是新課標的最大特點之一。科學技能是構成科學素養的另一個基礎要素。新課標對此有明確要求,實驗操作能調動學生的參與意識,可以有效地激發學生學習的內在動機和培養學生的生物學技能,也是提高學生學習興趣的一個重要手段。教學中,采用開放實驗室、課內課外相結合的形式,加強實驗操作,讓學生多動手,多實踐,從操作的角度培養學生的科學技能。并嚴格要求學生在操作過程中科學觀察、記錄、完成實驗報告,通過分析和解釋實驗中產生的現象或數據,得出符合實際的科學結論。通過探究實驗培養創新能力,在實驗教學中,教師要善于創造“科學研究”的氣氛,激勵學生大膽按照“提出問題——作出假設——設計實驗——得出結論”的程序開展探究學習。也可以通過使驗證性實驗轉變為探究性實驗,讓學生在學習設計、動手操作、嘗試分析中體驗“科學研究”的滋味,新課程中,要求學生設計實驗的內容很多,教師盡可能多地讓學生自已設計實驗,在設計時,特別強調方案的獨特和新穎地方。這個過程中學生不僅學會生物學實驗方法,能夠提出問題,做出假設,設計實驗,分析現象,還能在探索實踐中培養學生的創新能力。

三、注重生物科學史,提高學生的科學思維和方法

科學思維和方法是科學素養的核心要素,教學中強調能力培養,其核心就是思維能力的培養。新課標指出,要重視科學本質,重視理解科學研究過程,學習科學研究方法。在生物科學史中,不僅記載著生物科學知識的形成的過程,而且蘊涵著科學家的創造性思維方式和靈活多樣的科學方法,體現著科學家尊重事實,服從真理和實事求是的科學態度。因此,在生物教學中必須注重科學史學習,要充分挖掘教材內在因素,從學生的認知水平出發,適當選取或處理相關史料,將其作為教學內容的一個組成部分,讓學生了解科學家是怎樣發現問題、分析問題、解決問題和提出新問題的,使學生在科學態度和科學方法乃至創造性思維方面多些感悟。

四、引典激勵,培養學生的科學精神

新課標明確指出:通過學習科學家的思維方式、科學方法、科學態度以及勇于創新、積極進取、善于合作,無私奉獻的科學精神,以提高學生的科學素養。因此,教學中我通過課本中的經典實驗,并引用一些課外的“科學家與他的經典實驗”,讓學生了解科學的過程,理解科學的本質,養成科學態度和科學精神。例如,在學習“袁隆平和雜交水稻”內容時,要通過介紹或播放袁隆平為了探索雜交水稻的奧秘而每天與合作者蹲在稻田里反復實踐、觀察研究,在經歷無數次的失敗與挫折后,永不氣餒,不斷總結,執著追求,最后獲得成功,創造出自然界從來沒有的動植物新品種的艱辛歷程。讓學生認識到科學的進步與成功,凝聚著無數科學家的心血,他們的每一步成功都經歷無數次的挫折和失敗,也讓學生真正體會到科學研究需要頑強的毅力,聰明的才智,以及不斷地探索通力協作,才能取得了最后的成功。教材中,“對細胞膜結構的探索”、“孟德爾和他的遺傳規律”等內容,都是培養學生科學精神的素材。教學中,盡可能地挖掘科學知識背后的這種隱性課程資源,再現知識的認識過程。讓學生充分體驗到人們對生物學知識的認識和積累過程,從中學習科學家的思維方法和理解生物學概念,進而達到培養學生的科學態度和科學精神。

五、營造創新氛圍,培養創新意識